Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Робота і потужність електричного струму





Роботу, яку виконує джерело струму з ЕРС, визначають за формулою:

Енергія джерела струму перетворюється частково або повністю у внутрішню енергію провідника або в механічну енергію. Скориставшись законом Ома, роботу можна виразити через силу струму або напругу:

Потужність електричного струму дорівнює відношенню роботи А до часу t, протягом якого вона виконується:

 

Одиницею потужності в СІ є Ват (Вт).

Якщо по провіднику проходить струм, то провідник нагрівається. Англійський вчений Дж. П. Джоуль і російський вчений Е. Х. Ленц встановили закон (Джоуля – Ленца): кількість теплоти, що виділяється в провіднику зі струмом, пропорційна силі струму, напрузі і часу проходження струму:

При відсутності сторонніх сил:

 

12. Кількість теплоти, що виділяється в провіднику зі струмом, пропорційна силі струму, напрузі і часу проходження струму через провідник.

Застосувавши закон Ома для ділянки кола, закон Джоуля-Ленца можна записати як {\displaystyle Q=I^{2}Rt},де R {\displaystyle R} — опір провідника.

13. Якщо змінний опір R встановити на нуль, R = 0, то електричне коло буде включене на внутрішній опір Ri. Та­кий режим називають режимом короткого замикання — режимом КЗ.

Якщо змінний опір R встановити на нескінченність, R == ¥, то електричне коло буде розімкнене. Такий режим називають режимом холостого ходу —режимом XX.

Режими КЗ і XX є граничними. Усі інші навантаження утворюють проміжні режими.

14. Кожний двополюсний елемент, який є складовою частиною схеми, називають віткою (гілкою). У загальному випадку вітка може складатися з елементів R, L, C, а також мати джерела напруги E чи струму J (узагальнена вітка). Поняття вітки ототожнюють з незалежними струмами, тому джерело струму як окремий елемент не вважають віткою.

Вузол електричного кола – це точка, до якої збігається не менше трьох струмів, серед яких частина чи всі можуть відповідати джерелам струму (ДС).

 

Контур – це частина електричного кола, яка утворює замкнутий шлях проходження струму. Якщо маємо просту схему з одним контуром, то так званий контурний струм дорівнює струму віток, які утворюють контур. У випадку складної схеми з багатьма контурами певна вітка може бути компонентою різних контурів, тоді її струм утворюється відповідними контурними струмами. Тут зауважимо, що рівність нулеві контурного струму ще не означає відсутність контуру, зрештою як й рівність нулеві струму вітки не означає її відсутність.

1-й закон Кірхгофа.

Сума струмів спрямованих до вузла електричного кола = сумі струмів спрямованих від нього або алгебраїчна сума струмів у вузлі =0.

2-й закон Кірхгофа.

В замкнутому колі алгебраїчна сума електрорушійних сил = алгебраїчній сумі падіння напруг на опорах які входять в цей контур.

15. 1) Послідовне з’єднання резисторів,

2) Паралельне з’єднання,

3) Змішане з’єднання резисторів. Змішаним називають таке з’єднання, коло опори включені послідовно і паралельно. Розрахунок струмів починають з розрахунку повного опору кола

4) З’єднання резисторів трикутником5) З’єднання резисторів зіркою

16. При змішаному сполученні нелінійних елементів графічний розрахунок ланцюга проводиться методом згортання схеми: відповідно до схеми з'єднання елементів складаються їх вольт-амперні Характеристики.

Задана ланцюг є послідовно-паралельної з одним джерелом, тому її можна розрахувати методом згортання.

Така відмінність критеріїв дає можливість сформулювати завдання вибору варіанта таким же чином, як це було зроблено при використанні методів згортання безлічі критеріїв в один.

17. Якщо електричне коло має віток і вузлів, то за першим і другим за-конами Кірхгофа для такого кола можна скласти відповідно і , а всього незалежних рівнянь, в яких буде 2 невідомих струмів і напруг віток. Використовуючи закон Ома, одержуємо ще рівнянь, які зв’язують напруги і струми віток між собою.

Отже загалом будемо мати 2 рівнянь з 2 невідомими струмами і на-пругами. Загальну кількість сумісно розвязуваних рівнянь легко зменшити до , виразивши всі струми через напруги віток, або всі напруги через струми віток. Тоді одержуємо рівнянь з невідомими лише струмами, або лише напругами віток. Найчастіше виражають напруги віток через струми, відразу записуючи рівняння за другим законом Кірхгофа для незалежних контурів у такій формі, щоб у лівій частині рівняння фігурували напруги на резистивних елементах віток у вигляді , а у правій частині фігурували ЕРС віток.

Метод базується на законах Кірхгофа. При аналізі кола вважають, що в кожному незалежному контурі протікає свій контурний струм. Рівняння для контурних струмів складають за другим законом Кірхгофа. Кількість рівнянь дорівнює кількості незалежних контурів, тобто метод контурних струмів більш економічний при обчислювальній роботі. На зображено коло із двома незалежними контурами. - струми у вітках кола, - контурні струми.

18 Хімічні джерела електричної енергії набули широкого застосування в сучасній техніці в ролі автономних джерел електроенергії. Щорічно в світі випускають десятки мільярдів штук гальванічних елементів і акумуляторів. Для їх виготовлення витрачається велика кількість свинцю, цинку, срібла і їх сполук. Зокрема, на електроди свинцевих акумуляторів витрачається більше половини світового виробництва свинцю.

Розрізняють два види електрохімічних систем хімічних джерел струму: практично оборотні і необоротні. Оборотними називають такі системи, в яких продукти розряду можуть бути знову багатократно відновлені пропусканням постійного струму в зворотному напрямку. Цей процес називають зарядкою. Сукупність зарядки з наступним за ним розрядом називається циклом. Хімічні джерела струму побудовані на основі оборотних систем називаються акумуляторами. З оборотних електрохімічних систем найбільше практичне застосування одержали такі системи:

Pb│H2SO4│PbO – свинцевий акумулятор;

Fe │ KOH│ Ni(OH)3 – залізо – нікелевий акумулятор;

Cd│ KOH│ Ni(OH)3 – кадмій – нікелевий акумулятор;

Zn │KOH │ AgO – цинк – срібний акумулятор.

19. У знаменнику формули - сума провідностей паралельно включених гілок. У чисельнику - алгебраїчна сума добутків ЕРС джерел на провідності гілок, в які ці ЕРС включені. ЕРС у формулі записується зі знаком "плюс", якщо вона спрямована до вузла 1, і зі знаком "мінус", якщо спрямована від вузла 1.
Після обчислення величини потенціалу? 1 знаходимо струми в гілках, використовуючи закон Ома для активної і пасивної гілки.

20. МЕТОД НАКЛАДАННЯ Розрахунок електричних кіл постійного струму методом накладання (рисунок 6.9) застосовують, коли у колі два або більше джерел електричної енергії у різних вітках. Струм у k-й вітці складної електричної схеми дорівнює алгебраїчній сумі часткових струмів у цій вітці від кожної із ЕРС зокрема. Для знаходження часткових струмів із електричного кола почергово вилучають всі джерела електричної енергії, крім одного. Схема із складної перетворюється у просту і її розрахунок спрощується. Так поступають стільки разів, скільки у схемі є джерел електричної енергії.

21. Принцип накладення полягає в тім, що в лінійних електричних колах струм у будь-якій галузі дорівнює алгебраїчній сумі струмів цієї галузі (часткових струмів) при дії кожного джерела окремо, якщо інші джерела заміняються резисторами з опорами, рівними внутрішнім опорам джерел. Те ж ставиться до напруги на будь-якій ділянці ланцюга. На основі принципу накладення для розрахунку ланцюгів застосовується метод накладення (суперпозиції).

Струм у кожній галузі схеми ланцюга дорівнює алгебраїчній сумі часткових струмів від дії кожного джерела ЭДС і кожного джерела струму окремо. Відсутність дії джерела означає його заміну резистивным елементом з опором, рівним внутрішньому опору джерела. Для джерела ЭДС внутрішній опір RBT = 0, для джерела струму, тобто відповідна ділянка схеми закорачивается або розривається.

22. В автоматиці, електроніці та радіотехніці широко застосовують­ся елементи електричних кіл, які характеризуються нелінійною за­лежністю між струмом і напругою U = / (/).

Електричне коло, в яке входять нелінійні елементи, називається нелінійним.

Нелінійну вольт-амперну характеристику мають електровакуумні прилади (див. рис. 2.5, а), фотоелементи (див. рис. 2.5, б), газорозряд­ні прилади (див. рис. 2.6, 2.7), напівпровідникові прилади (див. рис. 2.11).

Велику групу нелінійних елементів становлять нелінійні опори: терморезистори, варистори, баретери та ін.

У цьому розділі розглянуто принцип: розрахунку електричних кіл з нелінійними елементами на основі їхніх вольт-амперних харак­теристик.

23. Багато які нелінійні елементи, що застосовуються на практи­ці, мають вольт-амперні характеристики, в яких немає лінійних ді­лянок і рівнянь для аналітичного вираження їх.

Розрахунок кіл, що містять такі елементи, здійснюється графіч­ними методами, які можна застосовувати при будь-якому вигляді вольт-амперних характеристик і які дають досить точні результати.

Початкові дані для розрахунку (вольт-амперні характеристики елементів кола) задають у вигляді графіків або таблиць.

Визначити струм одного елемента за напругою цього елемента або розв'язати обернену задачу досить просто: задану величину відклада­ють на осі координат, знаходять відповідну їй точку кривої, а потім на іншій осі визначають шукану величину.

Розглянемо, як розв'язуються такі задачі, коли кілька елементів з'єднано між собою в нелінійному колі.

 

Послідовне з'єднання двох нелінійних елементів

Для розрахунку такого кола (рис. 6.4, а) задані вольт-амперні характеристики елементів / ((Д) та / (і/г) будують в загальній системі координат (рис. 6.4, б).

Далі будують вольт-амперну характеристику / (і!) всього кола, яка виражає залежність струму в колі від загальної напруги.

24. Ообливість магнітного поля полягає в тому, що воно виникає тоді, коли заряджені частини рухаються і впливає лише на ті частини які рухаються

25. Дослід і теорія засвідчують, що всі речовини, вміщені в магнітне поле, набувають магнітних властивостей, тобто намагнічуються. Макроскопічні тіла, здатні намагнічуватися під впливом зовнішнього магнітного поля, називають магнетиками. До магнетиків належать усі без винятку тіла, але намагнічуються вони по-різному. У багатьох магнетиків магнітні властивості виявляються дуже слабо. Вони виявляються не лише у разі макроскопічних тіл, а й характерні для окремих молекул, атомів, атомних ядер, електронів. Магнітні властивості речовини визначаються структурою їхніх атомів і характером взаємодії між ними.

Подібно до того, як діелектрик, вміщений у зовнішнє електричне поле, поляризується і в ньому виникає внутрішнє електричне поле, в будь-якій речовині, вміщеній у зовнішнє магнітне поле, створюється внутрішнє магнітне поле. Вектор магнітної індукції у магнетику дорівнює сумі векторів магнітної індукції зовнішнього поля 0 та магнітної індукції власного поля магнетика ':

26. Намагніченість феромагнітного матеріалу залежить як від діючого в даний момент значення напруженості поля Я, так і від її попередніх значень. Для виключення багатозначності в опреде - лении J f (Я)ця залежність відноситься завжди до деякого початкового стану речовини, за яке прийнято стан повного розмагнічування, при якому одночасно дорівнюють нулю і намагніченість J і напруженість намагнічує поле Я. Для досягнення стану повногорозмагнічування необхідно зразок нагріти до температури вище точки Кюрі, а потім охолодити при відсутності магнітного поля. На практиці робиться інакше - зразок поміщається в знакозмінні поле з спадною до нуля амплітудою. У цьому випадку стан зразка декількавідрізняється від стану повного розмагнічування, однак для практичних цілей його можна вважати достатньо близьким до стану повного розмагнічування.

Намагніченість феромагнітних матеріалів нелінійно залежить від намагнічує струму. Внаслідокнелінійності кривої намагнічування дуже слабкі коливання не будуть записані; коливання струму з великою амплітудою записуються зі спотворенням.

Крива намагн і - В феромагнітної середовищі вання. Намагніченість J феромагнітного матеріалу не може зростатибезмежно. Складаючи ординати кривої HoJ і прямий В0 отримаємо нову криву залежності В (Я) –

криву намагнічування.

Кожному значенню напруженості Н магнітного поля в тонкостінномутороіде відповідає певна намагніченість феромагнітного матеріалу, а отже, і відповідне значення магнітної індукції В.

27. Магнітне поле є виявом електричного струму. Струм завжди утворює навколо себе магнітне поле. Будь-яка зміна струму приводить до зміни індукції його магнітного поля, і, навпаки, всяка зміна індукції магнітного поля спричинює появу електричного поля, а отже, струму в колі. Це дає змогу зробити висновок, що енергія магнітного поля утворюється за рахунок кінетичної енергії рухомих електричних зарядів (у металах — електронів). Нехай маємо коло з опором R. Під’єднаємо до цього кола джерело ЕРС, що дорівнює Під дією цієї ЕРС електрони почнуть упорядковано рухатися, виникне струм. Одночасно з цим виникає і магнітне поле. При цьому електрони в провіднику кола дістануть певну кінетичну енергію поступального руху вздовж електричного поля. Магнітне поле струму також набуде певного значення. До настання такого стаціонарного стану енергія електричного поля витрачалася на джоулеву теплоту і на збільшення кінетичної енергії електронів, тобто на створення магнітного поля струму.

28. Індуктивність (англ. Inductance) — фізична величина, що характеризує здатність провідника накопичуватиенергію магнітного поля, коли в ньому протікаєелектричний струм.Індуктивність, як і електроємність, залежить від геометричних чинників: від розмірів провідника і його форми, але не залежить безпосередньо від сили струму в провіднику. Крім того, індуктивність залежить від магнітних властивостей середовища, в якому знаходиться провідник. Наприклад, індуктивність соленоїда (довгої котушки, обкрученої провідником): L = mm0 n 2 V,

29. Електромагні́тна інду́кція — явище створення в просторі вихрового електричного полязмінним магнітним потоком. Одним із наслідків електромагнітної індукції є зв'язок між змінними електричним та магнітними полями в електромагнітній хвилі, інший наслідок, практично важливий для генерації електричного струму, — виникнення електрорушійної сили в провідному контурі, магнітний потік через який змінюється.

Явище електромагнітної індукції відкрив у 1831 році Майкл Фарадей. До того було відомо, щоелектричний струм у провіднику створює магнітне поле. Однак оберненого явища не спостерігалося. Постійне магнітне поле не створює електричного струму. Фарадей встановив, що струм виникає при зміні магнітного поля. Якщо підносити й віддаляти до рамки з провідногоматеріалу постійний магніт, то стрілка підключеного до рамки вольтметра відхилятиметься, детектуючи електричний струм. Ще краще це явище проявляється, якщо вставляти (виймати) магнітне осердя в котушку з намотаним провідником.

30. Правило правої руки — мнемонічне правило, що дозволяє визначити напрям силових ліній магнітного поля навколо провідника зі струмом. Правило правої руки: якщо праву руку розташувати так, щоб лінії магнітної індукції були напрямлені в долоню, відігнутий великий палець указував напрям швидкості руху провідника, то чотири витягнуті пальці вказують напрям індукційного струму

Date: 2016-07-18; view: 376; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.007 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию